[发明专利]金属-绝缘体-金属(MIM)装置及其制备方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年5月9日提交的名称为″Two-terminal switching devices and their methods of fabrication(二端开关装置及其制造方法)″ 的在先美国申请第11/801,735号的利益，该在先申请要求2006年11 月7日提交的名称为″Metal-insulator-metal(MIM)devices and their methods of fabrication(金属-绝缘体-金属(MIM)装置及其制造方法)″的 美国临时申请第60/857,750号的利益，其出于所有目的而通过引用并 入本文。本申请涉及下述美国专利申请，每一个都出于所有目的而通 过引用并入本文：(1)2003年1月17日提交的美国临时申请第 60/440,709号；(2)2004年1月16日提交的、名称为″Display Employing Organic Material(采用有机材料的显示器)″、发明人为Boo Jorgen Lars Nilsson的美国专利申请第10/759,807号，其要求2003年1月17日提 交的在先美国临时申请第60/440,709号的利益；和(3)2005年12月8 日提交的美国专利申请11/298,098，其是美国专利申请第10/759,807 号的分案。

发明领域

本发明涉及用于各种类型显示器(包括液晶显示器、电泳显示器和 旋转元素显示器(rotating element display))背板的二端开关装置，例如 MIM二极管。

发明背景

主动矩阵显示器(Active matrix display)在矩阵显示器中每个像素 处采用开关，以使跨每个像素的电压可以被独立控制。主动矩阵特别 适合高信息量液晶显示器(LCD)，例如用于第二代PDA和移动电话的 LCD。

通常每个像素需要开关装置的显示器的其他类型包括电泳显示 器(EFD)和旋转元素显示器。电泳显示器包括可获自例如E-Ink和Sipix 公司的显示器，依赖于不同颜色液体中悬浮的荷电有色粒子的平移运 动产生图像。旋转元素显示器利用光学和电学上各向异性元素(例如具 有不均匀电荷分布的双色球)的旋转运动。电泳显示器和旋转元素显示 器的像素性能可以用开关装置控制，该装置为显示器矩阵中每个像素 提供开启和关闭电压。

已提出用于主动矩阵显示器应用的开关装置包括各种薄膜晶体 管(TFT)和薄膜二极管(TFD)，例如金属绝缘体金属(MIM)二极管。MIM 二极管是特别引人关注的，因为它们的结构相对简单，并且它们通常 比TFT更容易制造。

MIM二极管广义为包括位于两层传导性材料(不一定是金属)之间 的绝缘或半导体材料层的开关装置。通常，MIM装置不包括除这三层 之外的任何其他层；但是，这不是必然的情况。不论具体结构如何， 制造特定小型化水平的MIM装置可能依然是费力且昂贵的过程。通 常，MIM装置使用集成电路工业中采用的技术来制造，需要昂贵的设 备和费力的加工。

概述

本发明通过提供廉价和有效的有关二端开关装置的制造方法而 解决了这些问题。还提供了具有有利地开关特征的装置结构。提供的 装置可用作主动矩阵显示器的开关，所述主动矩阵显示器例如主动矩 阵LCD显示器、电泳显示器、旋转元素显示器和其他类型的电-光显 示器。

一方面，提供了二端开关装置。在一个实施方案中，二端开关装 置包括在基底上形成的第一电极、无机绝缘或宽带半导体材料层和第 二电极。第一和第二电极分别包括第一和第二传导性材料层，所述传 导性材料被选择以使至少一个传导性材料层通过液相加工方法形成 在部分制成的开关装置上。根据一些实施方案，第二(例如，上)电极 层包括通过液相方法(例如印刷)而沉积的传导性材料。